Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Development of Wetting-Drying Curves from Elastic Wave Velocities Using a Novel Triaxial Test Apparatus

Irfan Muhammad, Rasool Ali Murtaza, Aziz Mubashir, Ali Umair, Niazi Fawad, Uchimura Taro

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2024

|

Vol. 46, nr 2

111--124

EN

The relationship between the soil water characteristic curve (SWCC) and the mechanical behavior of unsaturated soil is imperative and has been well investigated. However, the correlation between elastic wave velocity along the wetting and drying paths of SWCC is largely unknown due to the nonavailability of a standard experimental setup for such a purpose. An ordinary triaxial apparatus has been modified for laboratory assessment of SWCCs under different Ko stresses, along with the measurement of shear and compression wave velocities in due course. The main aim of the study is to draw SWCC, wave velocity characteristic curve (WVCC), and a Poisson’s ratio characteristic curve (PRCC) and to establish the phenomenon that these curves possess hysteresis. The Poisson’s ratio was obtained indirectly by measuring Vp and Vs. Three soil samples with relative densities of 85%, 56%, and 39% were prepared and placed in a modified triaxial test apparatus under wetting and drying cycles. The test results showed that the newly developed apparatus is accurately capable of measuring SWCC. Owing to the similarity in the shape of wave velocity and Poisson’s ratio, response to SWCC, WVCC, and PRCC are drawn. The phenomenon of stress history and the effective stress of the soil affected the behavior during wetting and drying paths.

2

The effective parameters on the behaviour of treated sands by microbial-induced calcite precipitation under undrained triaxial test

Ekramirad Seyed Abdollah, Azadi Mohammad, Shamskia Nasser

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 1

55--69

EN

Nowadays, geotechnical specialists are focused on reinforcing soil engineering parameters using innovative and environmentally friendly methods. Microbial-Induced Calcite Precipitation is a ground improvement method for modifying soil strength, permeability, and stiffness; therefore, it can be vital to study the effective factors on the technique’s efficiency and cost reduction. This study examined how biologically treated sands subjected to undrained triaxial loading responded to simultaneous changes in cementation solution molarity, optical density (OD600), and curing time. The triaxial experiments showed that the strength increased with the rise in the mentioned parameters. While the solution molarity and optical density had the highest and lowest effect on the soil improvement process, respectively, the optical density role was considerably low when the molarity was high. Increasing the molarity of the cementation solution resulted in a 45% increase in the peak stress ratio, while the optical density and curing time were constant. On the other hand, similar behaviour of dense sand and change in the response of cemented soil from strain-hardening to strain-softening were other notable observations of this study. In addition, the peak stress ratio at low strains increased with increasing the cementation level and then decreased to close to the amount of untreated sand with increasing strain.

3

Anisotropy of soil shear strength parameters caused by the principal stress rotation

Wrzesiński Grzegorz

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

163--187

EN

The paper presents the phenomenon of principal stress rotation in cohesive subsoil resulting from its loading or unloading and the impact of this phenomenon on the values of soil shear strength parameters: undrained shear strength τfu, effective cohesion c’, effective angle of internal friction φ’. For this purpose, tests in a triaxial apparatus and torsional shear hollow cylinder apparatus on selected undisturbed cohesive soils: sasiCl, saclSi, clSi, Cl, characterized by different index properties were carried out. Soil shear strength parameters were determined at angle of principal stress rotation α equal to 0° and 90° in tests in triaxial apparatus and α equal to 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90° in tests in torsional shear hollow cylinder apparatus. The results of laboratory tests allow to assess the influence of the principal stress rotation on the shear strength parameters that should be used to determine the bearing capacity of the subsoil.

PL

W artykule przedstawiono wpływ obrotu kierunków naprężeń głównych na wartości parametrów wytrzymałościowych gruntów spoistych: wytrzymałość na ścinanie bez odpływu τfu, efektywną spójność c', efektywny kąt tarcia wewnętrznego φ’. W tym celu przeprowadzono badania w aparacie trójosiowym i w cylindrycznym aparacie skrętnym na wybranych gruntach spoistych o nienaruszonej strukturze: sasiCl, saclSi, clSi, Cl o różnych wartościach parametrów fizycznych. Badano grunty o współczynniku prekonsolidacji OCR w zakresie od 1.1 do 5.7, wskaźniku plastyczności Ip w zakresie od 10.0% do 83.8% oraz wskaźniku konsystencji Ic w zakresie od 0.14 do 1.16. Parametry wytrzymałościowe gruntów określono przy kątach obrotu kierunków naprężeń głównych α równych 0° i 90° w badaniach w aparacie trójosiowym i kątach α równych 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90° w badaniach w cylindrycznym aparacie skrętnym. Wyniki badań laboratoryjnych pozwoliły ocenić wpływ obrotu kierunków naprężeń głównych na parametry wytrzymałościowe gruntów spoistych niezbędnych przy wyznaczaniu nośności podłoża.

4

Analysis of the behaviour of the high and steep slope of a road made through waste under the influence of rainfall

Pilecka Elżbieta, Zięba Jakub, Szwarkowski Dariusz

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 2

293--307

EN

Investments in made ground are a big problem. The present investigation concerns ground derived from limestone treatment waste from SOLVAY soda plants. This waste is deposited in the southern area of Krakow in a reservoir called ‘White Seas’ in an area of approximately 15 ha. Currently, part of the route and tram investment, ‘The Łagiewniki Route’ Currently through the ‘White Seas’ area. The article presents an analysis of a section of this route by a high and steep slope made from made ground. The first stage of the in-situ measurements was to scan the shape of the high slope with the RIEGL VZ-400 terrestrial laser scanner. It was necessary to obtain the shape of the slope for numerical modelling using the FEM method. The point cloud perfectly reflected the shape of the slope with an accuracy of 5 mm. Soil samples (limestone waste) were also collected in the area of the slope for laboratory tests. In order to determine the effective strength parameters of the made ground of the embankment, a series of tests was carried out using triaxial compression apparatus. All triaxial tests were performed in accordance with British Standard 1337 Part 8. Modelling was performed using an FEM finite element method in MIDAS. The analyses also included the variant of irrigation of made ground. The conducted research shows that the high and steep slope made from calcareous waste indicates stability. The irrigated land did not make the high escarpment unstable.

PL

W artykule przedstawiono interesujący problem geotechniczny jaki wystąpił w trakcie realizowania inwestycji na gruntach odpadowych. Inwestycja wymagała wykonania głębokiego wykopu w gruntach odpadowych. Powstała wysoka skarpa 20 metrowa. Z uwagi na ciekawy problem geotechniczny podjęto prace badawcze in-situ i laboratoryjne w celu określenia parametrów geotechnicznych tych odpadów i analizy stateczności wysokiej skarpy. Grunty odpadowe są z reguły mają skomplikowane, różnorodne właściwości i mogą być trudne dla budownictwa. Aktualnie w realizowanych inwestycjach można spotkać się z taką sytuację, że konieczne jest budowanie na takich gruntach. Taka sytuacja zaistniała na Trasie Łagiewnickiej. Trasa Łagiewnicka to obecnie budowana od 2018 roku południowa obwodnica Krakowa. Projektowana trasa o łącznej długości 3,5 km, przeprowadzona zostanie na odcinku 2 km w tunelach. Najdłuższy odcinek tunelu wybudowany zostanie w rejonie tzw. Białych Mórz, zbiornika odpadów z przeróbki wapnienia w zakładach sodowych SOLVEY. W celu utworzenia rzeczywistego modelu wysokiej skarpy zastosowano nowoczesną metodę teledetekcji naziemnym skanerem laserowym RIEGL VZ-400. Pomiar tym urządzeniem polega na wykonaniu poligonu badawczego obejmującego zasięgiem obszar badań. Otrzymanym rezultatem jest „chmura” punktów odzwierciedlająca rzeczywistą geometrię wysokiej skarpy z dokładnością do 5mm. Taki model został zastosowany do modelowania FEM.

5

Evaluation of state of fine sands on the basis of shear wave velocity

Lipiński M. J., Wdowska M. K.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 2

135--146

EN

The paper presents an approach to identify the state of fine sands on the basis of shear wave velocity measurement. Large body of experimental data was used to derive formulae which relate void ratio with shear wave velocity and mean effective stress for a given material. Two fine sands which contained 8 and 14% of fines were tested. The soils were tested in triaxial tests. Sands specimens were reconstituted in triaxial cell. In order to obtain predetermined void ratio values covering possible widest range of the parameter representing a very loose and dense state as well, the moist tamping method with use of undercompaction technique was adopted. Fully saturated soil underwent staged consolidation at the end of which shear wave velocity was measured. Since volume control of a specimen was enhanced by use of proximity transducers, representative 3 elements sets (i.e. void ratio e, mean effective stress p’ and shear wave velocity VS) describing state of material were obtained. Analysis of the test results revealed that relationship between shear wave velocity and mean effective stress p' can be approximated by power function in distinguished void ratio ranges. This made possible to derive formula for calculating void ratio for a given state of stress on the basis of shear wave velocity measurement. The conclusion concerning sensitivity of this approach to the fines content was presented.

PL

W zastosowaniach inżynierskich często wykorzystuje się związki empiryczne pomiędzy parametrami mechanicznymi a wskaźnikami określającymi stan gruntów. O ile w przypadku gruntów spoistych prawidłowa procedura pobrania próbek lub miarodajne - spełniające odpowiednie standardy – sondowanie, zapewnia realistyczną ocenę stanu gruntu, to dla gruntów niespoistych, zwłaszcza niejednorodnych pod względem uziarnienia, problem oceny stanu jest znacznie bardziej złożony. Zasadnicza trudność polega w tym przypadku na niemożności pobrania gruntu o strukturze nienaruszonej. W tej sytuacji istnieje potrzeba poszukiwania alternatywnych sposobów oceny stanu gruntu, które pozwoliłyby na rozwiązanie przedstawionych powyżej problemów. Przedstawiona praca prezentuje takie podejście oparte na wykorzystaniu pomiaru prędkości fali poprzecznej VS, czyli wielkości, która w największym stopniu zależy od wskaźnika porowatości i stanu naprężenia, określających stan gruntu niespoistego. Zastosowanie takiego podejścia możliwe jest dzięki zasadniczej różnicy w charakterystykach ściśliwości gruntów niespoistych i spoistych. W gruntach spoistych normalnie skonsolidowanych istnieje tylko jedna krzywa ściśliwości (materiałowa), podczas gdy w gruntach niespoistych jest ich nieskończenie wiele. Ta właściwość gruntów niespoistych stwarza przesłankę do wydzielenia wskaźnika porowatości i uzależnienia go od stanu naprężenia i prędkości fali poprzecznej. W artykule przedstawiono wyniki realizacji doświadczalnego programu ukierunkowanego na wyprowadzenie formuły, która wiąże wartości wskaźnika porowatości, prędkości fali poprzecznej i średniego naprężenia efektywnego dla danego rodzaju gruntu. Badania przeprowadzono dla dwóch rodzajów piasku drobnego zawierającego 8 i 14% frakcji drobnej. Badania przeprowadzono w aparacie trójosiowego ściskania. Próbki gruntu były rekonstruowane w komorze aparatu trójosiowego. W celu uzyskania szerokiego zakresu wskaźnika porowatości początkowej, obejmującego stan gruntu od luźnego po bardzo zagęszczony, próbki rekonstruowano metodą ubijania wilgotnego materiału w warstwach z wykorzystaniem techniki niedogęszczania. Po całkowitym nasączeniu próbki, grunt konsolidowano etapowo. Na koniec każdego etapu wykonywano pomiary prędkości fali poprzecznej. Wykorzystanie wewnątrzkomorowego systemu do pomiaru przemieszczeń próbki umożliwiło bardzo precyzyjny pomiar zmian wskaźnika porowatości. W ten sposób otrzymano dla każdego etapu konsolidacji trójki liczb reprezentujących stan gruntu a określających wskaźnik porowatości e, prędkość fali poprzecznej VS oraz średnie naprężenie efektywne p'. Analiza uzyskanych danych wykazała, że relacja pomiędzy prędkością fali poprzecznej a średnim naprężeniem efektywnym może być aproksymowana funkcją potęgową dla wyróżnionych zakresów wskaźnika porowatości. To pozwoliło na wyprowadzenie formuły określającej wartość wskaźnika porowatości na podstawie stanu naprężenia i prędkości fali poprzecznej. W dyskusji wyników określono wrażliwość prezentowanego podejścia na zawartość frakcji drobnej w badanych piaskach.

6

The elastic undrained modulus Eu50 for stiff consolidated clays related to the concept of stress history and normalized soil properties

Stróżyk J., Tankiewicz M.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2016

|

Vol. 38, nr 3

67--72

EN

The paper presents the results of a triaxial test conducted on stiff, consolidated clays. The standard TXCIU procedure (isotropic consolidation and undrained shearing) was applied in the laboratory soil tests. The undrained elastic modulus Eu50 was de- termined from each test. The Eu50 values were determined for soil samples cut out from different depths and tested under different confining pressures. There was a significant scatter of values with depth, and no relationships between Eu50 modules or other geotechnical parameters (e.g., cu) were observed. This work presents the concept of normalization of Eu50 modulus values using modified normalization SHANSEP (Stress History And Normalized Soil Engineering Properties). This method was first proposed for estimating the value of the undrained shear strength cu normalizing the parameter relative to the in situ effective vertical stress σ vo and loading history (overconsolidation stress σ p and overconsolidation ratio OCR) of the soil. The study demonstrated that the concept of normalization of soil properties can also be used for testing elastic modulus Eu50 of con- solidated natural clays and normalized values of geotechnical parameters taking into account the state of stress and load history can be correlated with the value of the overburden pressure.

7

Stress-dilatancy for soils. Part II: Experimental validation for triaxial tests

Szypcio Z.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2016

|

Vol. 38, nr 4

59--65

EN

Different forms of the stress-dilatancy relations obtained based on the frictional theory for the triaxial condition are presented. The analysed test data show that the shear resistance of many soils is purely frictional. The angle Φ° represents the resistance of the soil as a combined effect of sliding and particle rolling on the macro-scale during shear at the critical frictional state. The stress-plastic dilatancy relations differ not only for triaxial compression and extension but also for drained and undrained conditions. The experiment investigated shows the correctness of the frictional state theory in the triaxial condition.

8

Analysis of permanent deformations in granular materials of road structures

Aleksandrov A. S., Semenova T. V., Aleksandrova N. P.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2016

|

Vol. 15, no. 4

271--284

PL

Artykuł poświęcony jest analizie odkształceń trwałych warstw gruntu i kruszywa. Zależności między odkształceniami trwałymi a odkształceniem wywołanymi pierwszym obciążeniem lub odkształceniem skumulowanym wywołanym obciążeniem cyklicznym najczęściej opisywane są za pomocą funkcji potęgowych, logarytmicznych oraz wykładniczych. Korzystając z teorii pełzania dziedzicznego uzyskano szereg ogólnych modeli umożliwiających analizę odkształceń trwałych w warunkach obciążenia cyklicznego. W rezultacie zaproponowano nową metodę analityczną opartą na całkowaniu funkcji potęgowych opisujących przyrost trwałych odkształceń. Na podstawie danych doświadczalnych określających zależność odkształcenia powstałego w skutek przyłożonego obciążenia od jego wartości wyznaczono maksymalną i minimalną wartość naprężeń oraz współczynniki równań. Wyniki obliczeń porównano z danymi doświadczalnymi uzyskanymi w próbie trójosiowego ściskania warstw pospółki i łamanego kruszywa granodiorytowego.

EN

Models of permanent deformation in soils and granular materials are analysed in the article. Power, logarithmic and exponential functions that connect permanent deformation with the deformation caused by the first loading or with the one accumulated as a result of a certain number of load applications are found to be most often used. Due to the application of a hereditary creep theory some generalizing models for the analysis of permanent deformations under cyclic loading were obtained. As a result, a new method based on the integration of power functions describing the increment of permanent deformation was proposed. The experimental data on the dependence of residual deformation upon the amount of loads, maximum and minimum stresses were obtained, coefficients of equations derived were defined. The results of the calculations and the experimental data of a triaxial test of sand-gravel mix and granodiorite crushed stone were compared.

9

Propozycja wykorzystania wysokorozdzielczej mikrotomografii komputerowej do analizy gruntu spoistego w badaniach pełzania

Kaczmarek Ł., Kiełbasiński K.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2016

|

Vol. 25, No. 3

277--289

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań z wykorzystaniem wysokorozdzielczej mikrotomografii komputerowej (μCT) zastosowanej w celu uzyskania obrazu struktury wewnętrznej gruntu. Wyniki prześwietlań μCT zostały wykorzystane do selekcji miarodajnych próbek do badań, a także do oceny zmian struktury w analizie pełzania gruntu podczas badań trójosiowych. Badania przeprowadzono na pastach gruntowych wykonanych z iłów mio-polioceńskich pobranych z Warszawy oraz próbkach NNS mioceńskiego iłołupka pochodzącego z zapadliska przedkarpackiego. Pierwszą serię badań przeprowadzono na iłowych pastach gruntowych, a następnie na iłołupkach, prowadząc standardowe badania typu CU z określeniem maksymalnych parametrów wytrzymałościowych oraz naprężeń niszczących wykorzystywanych w późniejszych badaniach pełzania. W kolejnym etapie badań, z wykorzystaniem próbek wstępnie przebadanych w mikrotomografie, przeprowadzono badania pełzania gruntu w aparacie trójosiowego ściskania przy naprężeniach osiowych nieprzekraczających maksymalnej wartości dewiatora naprężenia. Na podstawie uzyskanych obrazów struktury wewnętrznej gruntu określono typy zniszczeń w poszczególnych próbkach oraz obliczono zawartość szczelin naturalnych i pozniszczeniowych. Dodatkowo uzyskano trójwymiarowe modele próbek, które można wykorzystać do dalszych symulacji badań laboratoryjnych. Obrazy 2D i 3D wewnętrznej struktury gruntów spoistych stwarzają nowe możliwości w poznawaniu procesów zmian właściwości gruntów.

EN

Article presents results of high-resolution computed microtomography (μCT) use in internal structure of soil samples’ image analysis. These results enable the determination of reliable series of samples. Furthermore, μCT analysis revealed structure changes during static load and creep triaxial tests. The study was performed with the use of Mio-Pliocene clay paste and undisturbed Miocene clay-slate samples. The μCT tests were implemented before and after triaxial tests. Firstly, the remoulded clay samples from Warsaw were analysed and then clay-slate samples from the Carpathian Foredeep. Before creep triaxial tests were done, standard static load triaxial tests (type CU) were performed. Thanks to previous analysis stage, strength parameters and maximum failure axial stress were defined. The next stage were the creep triaxial tests with non-failure stress field condition, which were determined according to the previous study stage. Based on the obtained μCT images of the structure, the types of failure were characterised and three-dimensional models of samples were generated. Additionally, fractions of natural and post-failure fractures were calculated. Two- and three-dimensional images of the internal structure of cohesive soils establish new opportunities in the analysis of soil properties adjustment processes.

10

Investigation of the effective elastic parameters in the discrete element model of granular material by the triaxial compression test

Marczewska I., Rojek J., Kačianauskas R.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 1

64--75

EN

The general objective of the present paper is to improve the understanding of micromechanical mechanisms in granular materials and their representation in numerical models. Results of numerical investigations on micro–macro relationships in the discrete element model of granular material are presented. The macroscopic response is analysed in a series of simulations of the triaxial compression test. The numerical studies are focused on the influence of microscopic parameters on the initial response. The effect of the contact stiffness and friction coefficient on the effective elastic moduli is investigated. Numerical results are compared with the analytical estimations based on the kinematic Voigt's hypothesis as well as with selected numerical results of other authors. The comparisons show that a better agreement between the numerical and analytical results is observed for particle assemblies with higher coordination numbers. Higher coordination numbers are related to more compact specimens and for a given specimen can be associated with low values of the contact stiffness and a higher confining pressure.

11

Triaxial tests on weak cohesive soils – some practical remarks (Part 1)

Kowalska M., Jastrzębska M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2016

|

Vol. 9, no. 3

71--80

EN

Standard procedures of triaxial testing recommended e.g. in Eurocode 7 are often unsatisfactory in case of weak cohesive soils (soft and very soft clays, clayey soils with organic content, etc.), mainly due to the high deformability of these soils. Forming a specimen from material sampled in situ and installation of the necessary equipment (a membrane, filter paper strips or on-sample sensors, etc.) may be very difficult and can influence the quality of the test results. This paper (part 1/2) presents detailed description and discussion of the issues related to weak soil sampling and forming of triaxial specimens, based on the Authors’ own experience and literature review. Some solutions, which make the work with weak soils easier and, at the same time, increase the reliability of the results, are suggested e.g.: an “extra consolidation” in a sampler or alternative preparation of the specimen from slurry. Due to the ampleness of the problems related to testing of weak cohesive soils, another issues, such as installation of a triaxial specimen in a chamber or equipping it with different accessories, have been described in part 2 of this paper. In the Authors opinion, the text (parts 1 and 2) may constitute an important hint for researchers completing a triaxial testing system designated for testing weak cohesive soils.

PL

Standardowe procedury badań trójosiowych rekomendowane np. przez Eurocod 7 w przypadku słabych gruntów spoistych (plastyczne i miękkoplastyczne iły, grunty spoiste z zawartością części organicznych itp.) są często niewystarczające. Z powodu znacznej odkształcalności takich gruntów formowanie próbki z materiału pobranego in situ, jak również instalacja niezbędnego wyposażenia takiego jak: membrana, paski filtracyjne oraz czujniki napróbkowe, może sprawiać wiele trudności, zarówno w trakcie wykonywania tych czynności, jak i późniejszej analizy wyników badania. W niniejszym artykule (część 1/2) szczegółowo omówiono i przedyskutowano na podstawie doświadczeń własnych oraz danych dostępnych w literaturze zagadnienia związane z pobieraniem próbek in situ i ich formowaniem do badań laboratoryjnych. Wytypowano rozwiązania ułatwiające pracę z takimi gruntami i zwiększające wiarygodność wyników – m.in. “dokonsolidowanie” gruntu w próbniku lub przygotowania próbki z pasty gruntowej. Ze względu na obszerność problematyki pozostałe zagadnienia (montaż do komory badawczej i instalację czujników) zawarto w części 2. Zdaniem autorek, treść pracy (części 1 i 2) możestanowić istotną wskazówkę dla badaczy kompletujących stanowisko do badań trójosiowych słabych gruntów spoistych.

12

Triaxial tests on weak cohesive soils – some practical remarks (Part 2)

Jastrzębska M., Kowalska M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2016

|

Vol. 9, no. 3

81--93

EN

This paper is a continuation of the paper “Triaxial tests on weak cohesive soils – some practical remarks (part 1)” and concerns the problems related to the preparation of weak cohesive soils for triaxial testing. This part (2/2) presents detailed description and discussion of the issues related to installation of specimen in the apparatus and assembling various accessories before the main test. It is based on the Authors’ own experience and literature review. Some solutions, which make the work with weak soils easier and, at the same time, increase the reliability of the results, are suggested e.g.: the paraffin method or the use of a special frame enabling repositioning of local microdisplacement sensors during the triaxial test. The issues connected with soil sampling and forming of triaxial specimens have been included in part 1/2 of this article. In the Authors opinion, the text (parts 1 and 2) may constitute an important hint for researchers completing a triaxial testing station intended for testing weak cohesive soils.

PL

Niniejszy artykuł stanowi kontynuację opisu zagadnień poruszanych w części pierwszej artykułu „Triaxial tests on weak cohesive soils – some practical remarks (part 1)”, dotyczących specyfiki badania słabych gruntów spoistych w warunkach trójosiowego obciążenia. W tej części (2/2) omówiono i przedyskutowano na podstawie doświadczeń własnych oraz danych dostępnych w literaturze zagadnienia związane z montowaniem próbki w komorze aparatu trójosiowego oraz przygotowaniem jej do badania. Wytypowano rozwiązania ułatwiające pracę ze słabymi gruntami spoistymi i zwiększające wiarygodność wyników – m.in. stosowanie bezkontaktowych lokalnych czujników przemieszczenia z możliwością ich przestawienia w trakcie badania. Zagadnienia dotyczące pobierania próbek in situ i ich formowania do badań trójosiowych zawarto w części 1/2. Zdaniem Autorek treść obu artykułów (części 1 i 2) może stanowić istotną wskazówkę dla badaczy kompletujących stanowisko do badań trójosiowych słabych gruntów spoistych.

13

Repeated loading of cohesive soil – shakedown theory in undrained conditions

Głuchowski A., Szymański A., Sas W.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2015

|

Vol. 37, nr 2

11--16

EN

The development of industry and application of new production techniques could bring about extraordinary problems that have been neglected. One of these challenges in terms of soil mechanics is high frequency cyclic loading. Well constructed foundation may reduce this troublesome phenomenon but excluding it is usually uneconomic. In this paper, shakedown theory assumptions were studied. Cyclically loaded soils behave in various ways depending on the applied stress rate. Common cohesive soils in Poland, i.e., sandy-silty clays are problematic and understanding of their behaviour in various conditions is desired. In order to study repeated loading of this material, cyclic triaxial test were carried out. Cyclic loading tests were conducted also in one way compression. These methods in small strain regime allow permanent strain increment analysis with resilient response after numerous cycles. This behaviour was subsequently exploited in the study of shakedown theory. This paper contains some conclusions concerning the above-mentioned theory.

14

X-ray microtomography (μCT) as a useful tool for visualization and interpretation of shear strength test results

Stefaniuk D., Tankiewicz M., Stróżyk J.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2014

|

Vol. 36, nr 4

47--55

EN

The paper demonstrates the applicability of X-ray microtomography (μCT) to analysis of the results of shear strength examinations of clayey soils. The method of X-ray three-dimensional imaging offers new possibilities in soil testing. The work focuses on a non-destructive method of evaluation of specimen quality used in shear tests and mechanical behavior of soil. The paper presents the results of examination of 4 selected clayey soils. Specimens prepared for the triaxial test have been scanned using μCT before and after the triaxial compression tests. The shear strength parameters of the soils have been estimated. Changes in soil structure caused by compression and shear failure have been presented as visualizations of the samples tested. This allowed for improved interpretation and evaluation of soil strength parameters and recognition of pre-existing fissures and the exact mode of failure. Basic geometrical parameters have been determined for selected cross-sections of specimens after failure. The test results indicate the utility of the method applied in soil testing.

15

Simulation of stress paths derived from FEM analysis in triaxial tests

Kowalska M.

Archives of Civil Engineering

|

2013

|

Vol. 59, nr 1

119--129

EN

Reliable estimation of geotechnical parameters is often based on reconstruction of a complete loading process of subsoil on a specimen in laboratory tests. Unfortunately laboratory equipment available in many laboratories is sometimes limited to just a triaxial apparatus - the use of which generates difficulties whenever a non-axisymmetric problem is analysed. The author suggests two simple operations that may be done to improve the quality of simulation in triaxial tests. The first one is based on the use of triaxial extension along the segments of the stress path p’-q-θ for which the Lode’s angle values are positive. The second one consists in a modification of the equivalent stress value in such a way that the current stress level in the specimen complies with results of FEM analysis.

16

Resistance to permanent deformation in binder content and film thickness viewpoint

Remišová E.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2013

|

Vol. 6, no. 1

27--32

EN

The resistance of asphalt mixtures against permanent deformation is one of important requirements that have to be verified in the design process of asphalt mixtures. In the case of asphalt concrete the European standard EN 13108-1 allows empirical (compositional recipes and requirements) or fundamental approach for testing of permanent deformation resistance. A fundamental approach specifies asphalt concrete in term of performance-based requirements linked to limited prescription of composition and constituent materials. In this design approach a compression triaxial test is used to verify resistance to permanent deformation. The presented study investigates characteristics of resistance to rutting of asphalt concrete mixtures (eight mixtures of AC11 from different producers) determined by cyclic compression test. The basic conclusions and statements of main factors influenced resistance to rutting have been worked out from prevenient experience and experimental measuring [8]. The modified bitumen has better results of resistance to permanent deformation compared to paving grade bitumen and increasing binder content decreases the resistance to permanent deformation of mixture. But measured test results presented in following paper point out differences in resistance however the bitumen contents are relatively the same. During detailed investigation the tested asphalt mixtures had small differences in aggregate gradation. Changes in gradation make change of aggregate specific surface and the mixture needs different bitumen content to coat aggregate particles, to bound them to each other and to make stiff material resistant to rutting. The results from measuring of resistance to permanent deformation show the relation between aggregate specific surface and bitumen film thickness and permanent deformation.

PL

Odporność mieszanki asfaltowej na trwałe deformacje jest jednym z ważnych wymogów, który musi być weryfikowany w procesie projektowania mieszanki asfaltowej. W przypadku betonu asfaltowego norma europejska EN 13108-1 dopuszcza doświadczalne (receptury składu i wymogi) lub podstawowe podejście do testów odporności na trwałe deformacje. W fundamentalnym podejściu projektowym, badanie trójosiowego ściskania jest wykorzystane do weryfikacji odporności na trwałe deformacje. Przedstawiane studium wyznacza charakterystyki odporności na koleinowanie mieszanki betonu asfaltowego (8 mieszanek z AC11 od różnych producentów) wyznaczone przez cykliczne badanie wytrzymałościowe. Podstawowe wnioski i zestawienie głównych czynników wpływających na odporność na koleinowanie wypływały z pracy doświadczeń zapobiegających i wyników pomiarów w porównaniu z [8]. Zmodyfikowany bitum ma lepsze wyniki odporności na trwałe deformacje niż nawierzchniowy bitum i zwiększenie zawartości spoiwa obniża odporność mieszanki na trwałe deformacje. Jednakże pomierzone wyniki badania przedstawione w artykule zaznaczają różnice w odporności, chociaż zawartości bitumu są porównywalne. Podczas szczegółowego badania, badana mieszanka asfaltowa miała małe różnice w uziarnieniu kruszywa. Zmiany w uziarnieniu powodują zmianę powierzchni właściwej kruszywa i mieszanka potrzebuje różną zawartość bitumu, aby otoczyć składowe kruszywa, związać je z innymi i nadać materiałowi sztywność, odporność na koleinowanie. Wyniki z pomiarów odporności na trwałe deformacje pokazują związek pomiędzy powierzchnią właściwą kruszywa i grubością powłoki bitumicznej i trwałą deformacją.

17

Preliminary study of failure anisotropy characterization of varved clay

Łydżba D., Tankiewicz M.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 2

229-234

EN

The paper presents the results of preliminary laboratory investigations of the failure characteristics of structured soil. A particular type of microstructure has been investigated, i.e. vertically laminated clayed soil called varved clay. The examinations have been made on soil deposited near the city of Bełchatów. The physical and mechanical properties of the soil have been estimated as: soil texture, moisture content, particle density, bulk density, Atterberg limits, plasticity and consistency index. Next the unconfined compression as well as triaxial test with different confining pressures have been conducted for several different orientation of microstructure. Anisotropy characteristics have been specified for the different values of bedding planes orientation and the different values of confining pressure, namely: 0 kPa, 50 kPa, 200 kPa. The laboratory examinations were carried out with special attention to failure mechanism identification. For the selected values of the bedding plane orientation photos of the failure mechanism have been presented in the paper. The results of the examinations clearly show a high dependence between layer orientation and the strength of the soil.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki wstępnych badań anizotropii wytrzymałości gruntu z mikrostrukturą warstwową. Badania przeprowadzono na próbkach iłu warwowego występującego w okolicach Bełchatowa. Dla gruntu wykonano oznaczenie podstawowych właściwości fizycznych oraz wskaźników klasyfikacyjnych tj. składu granulometrycznego, wilgotności naturalnej, gęstości właściwej, gęstości objętościowej, granic Atterberga, wskaźnika plastyczności oraz wskaźnika konsystencji. Następnie przeprowadzono badania jednoosiowego ściskania oraz w trójosiowym stanie naprężeń dla szeregu różnych orientacji uwarstwienia gruntu. Wyniki doświadczeń przedstawiono w postaci zależności: kąt uwarstwienia mikrostruktury i odpowiadająca temu nośność graniczna. Stworzono w ten sposób charakterystyki wytrzymałości w odniesieniu do orientacji mikrostruktury dla różnych wartości ciśnień okólnych wywieranych na próbkę tj. 0 kPa, 50 kPa, 200 kPa. Ze względu na kierunkową orientację mikrostruktury iłów warwowych badania wytrzymałościowe przeprowadzono ze szczególnym uwzględnieniem identyfikacji mechanizmów niszczących. W pracy zamieszczono zdjęcia prezentujące te mechanizmy dla wybranych kątów uwarstwienia. Otrzymane wyniki jednoznacznie wskazują na silną zależność pomiędzy orientacją mikrostruktury a jej wytrzymałością.

18

Wpływ obciążeń dynamicznych na wytrzymałość glin lodowcowych na przykładzie glin zlodowacenia warty rejonu Warszawa-Służew

Bąkowska A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 446 (2)

251--255

PL

Przedstawiono wpływ obciążeń dynamicznych na zmianę wytrzymałości glin lodowcowych zlodowacenia warty z poletka Nowoursynowska z Warszawy. Badania laboratoryjne w warunkach obciążeń statycznych i dynamicznych wykonano na próbkach o strukturze nienaruszonej w dynamicznym aparacie trójosiowego ściskania DYNTTS (electromechanical dynamic triaxial testing system). Próbki gruntu poddano dwukierunkowym obciążeniom dynamicznym o sinusoidalnym kształcie fali, częstotliwości 10 Hz i stałej amplitudzie przemieszczenia osiowego (badanie typu displacement control). Spadek naprężeń efektywnych, wywołany generacją ciśnienia porowego w fazie obciążeń dynamicznych, prowadzi do znacznego osłabienia gruntu. Postdynamiczna wytrzymałość glin lodowcowych stanowi od 21 do 76% ich wytrzymałości statycznej.

EN

The paper presents the result of series of laboratory monotonic and cyclic triaxial tests carried out to study the effect of cyclic loading on the shear strength of till deposits from Nowoursynowska testing field in Warsaw. Electromechanical dynamic triaxial testing system (DYNTTS) was used to investigate the undrained shear strength of undisturbed soil samples. The till samples were subjected to two-way cyclic loading with 10 Hz frequency under displacement control condition. An excess pore water pressure, due to low permeability of tills, is likely to be generated under cyclic loading and consequently the post-cyclic shear strength decreases when the effective stress gets reduced. Cyclic loading causes a substantial reduction in shear strength of tills. Post-cyclic shear strength of studied till is equal to 21-76% of its static shear strength.

19

Back analysis assisted by a genetic algorithm

Srokosz P.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2010

|

No. 13

57--71

EN

The following paper presents an idea and the results of trial computations regarding the problem of back analysis technique applied to parameter investigation based on triaxial test results. The management of the searching process was entrusted to a simple genetic algorithm. Inversion of a standard interpretation procedure was based on error minimization between computed and experimental stress-strain relations. In the paper, a case application of the proposed procedure to parameter calibration for elasto-plastic constitutive model is presented.

20

The ductile behavior of high performance concrete in compression

Fantilli A. P., Mihashi H., Vallini P., Chiaia B.

Archives of Civil Engineering

|

2010

|

Vol. 56, nr 1

3-18

EN

The ductility of High Performance Concrete (HPC) can develop both in tension and compression. This aspect is evidenced in the present paper by measuring the mechanical response of normal vibrated concrete (NC), self-compacting concrete (SC) and some HPCs cylindrical specimens under uniaxial and triaxial compression. The post-peak behaviour of these specimens is defined by a non-dimensional function that relates the inelastic displacement and the relative stress during softening. As a result, in normal and self-consolidating concrete, fracture toughness in compression increases in the presence of active confinement. Moreover, HPC specimens, which can also show strain hardening in tension, provide a very ductile behaviour even in absence of confinement. In particular, during the post-peak stage, the ductility of HPC is comparable with that of NC or SC at 1 MPa of confining pressure. Moreover, the performance of fiber-reinforced composites can be quantified by the distributed confining pressure generated by the fibers. The presence of HPC in compressed columns is therefore sufficient to create a sort of active distributed confinement, and improve both the mechanical behaviour of concrete and its durability.